Безтрансформаторный инвертор (варианты)

(51) 02 7/46 (2010.01) 03 19/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ преобразователя постоянного напряжения в переменное стабильной частоты. При этом обеспечивается форма кривой выходного напряжения очень близкой к синусоиде с минимальными значениями высших гармоник, не требующих фильтров. Безтрансформаторный инвертор содержит транзисторный инвертор параллельно и встречно включенных пара тиристорных мостовых выпрямителей или пара тиристоров с блоком управления, причем блок управления на выходе обеспечивает напряжение синусоидальной формы. При этом нагрузка включена между транзисторным инвертором и тиристорным мостовым выпрямителем или парой тиристоров.(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К. И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве преобразователя постоянного напряжения в переменное напряжение постоянной частоты. Известно множество инверторов общепромышленного и специального исполнения. Задача инвертирования электроэнергии в настоящее время решается преимущественно так называемыми статическими преобразователями,наиболее эффективными среди которых по КПД и массогабаритным показателям являются полупроводниковые транзисторно - тиристорные преобразователи. Известен многоступенчатый транзисторный инвертор Исембергенов Н. Т., Илипбаева Л.Б. Многоступенчатый транзисторный инвертор(варианты).60621 авторское свидетельство на предпатент. Комитет по правам интеллектуальной собственности министерства юстиции РК, бюл.9,от 15.07. 2009 г., который обеспечивает форму кривой выходного напряжения очень близкой к синусоиде и с минимальными значениями высших гармоник, не требующих фильтров. Однако, это осуществляется за счет того, что источники постоянного напряжения разделяют на независимых источников и наряду с основной мостовой схемой инвертора используют дополнительно -1 полумостовых схем инвертора,каждая из которых состоит из двух транзисторных ключей. Недостатком является необходимость большого количества независимых источников питания и транзисторов. Известен транзисторный инвертор, содержащий на вторичной обмотке трансформатора 2 встречно последовательно включенных транзисторов. Если даже в этом инверторе исключить трансформатор,то на выходе получается выпрямленное напряжение прямоугольной формы Моин В. С. Стабилизированные транзисторные преобразователи.М. Энергоатомиздат, 1986. - 376 с. ил., Стр. 196, а выходное выпрямленное напряжение должно быть синусоидальной формы. Поэтому возникают высшие гармоники выходного напряжения, для устранения которых требуется установка соответствующих фильтров. Задачей изобретения является разработка безтрансформаторного инвертора с наименьшими комплектующими составляющими и получение выходного напряжения синусоидальной формы. Данное изобретение обеспечивает форму кривой выходного напряжения очень близкой к синусоиде и с минимальными значениями высших гармоник. Это осуществляется за счет того, что дополнительно между нагрузкой и транзисторным инвертором включены параллельно и встречно пара тиристорных мостовых выпрямителей (пара тиристоров) с блоком управления, причем блок управления на выходе обеспечивает напряжение синусоидальной формы. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема безтрансформаторного инвертора при включении тиристорных мостовых выпрямителей 2 на фигуре 2 представлена диаграмма выходного напряжения безтрансформаторного инвертора при включении тиристорных мостовых выпрямителей на фиг. 3 представлена схема безтрансформаторного инвертора при включении пары тиристоров на фиг. 4 представлена диаграмма выходного напряжения безтрансформаторного инвертора при включении пары тиристоров Безтрансформаторный инвертор содержит инвертор и пару тиристорных мостовых выпрямителей (или пару тиристоров), причем между нагрузкойи транзисторным инвертором И включены параллельно и встречно пара тиристорных мостовых выпрямителей (или пара тиристоров) с блоком управления, который на выходе обеспечивает напряжение синусоидальной формы. Безтрансформаторный инвертор работает следующим образом. Инвертором И постоянное напряжение преобразуется в переменное напряжение высокой промежуточной частоты п (Фиг.1). Далее с момента времени 0 (Фиг.2) открывается один из двух тиристорных мостовых выпрямителей В 1 (или один из двух тиристоров Т 1, Фиг.3) и в нагрузку попадает выпрямленное двухполупериодное напряжение заданной частоты , а по схеме (Фиг. 3) в нагрузку попадает выпрямленное однополупериодное напряжение заданной частоты на выходе инвертор ,в момент времени Т/2 тиристорный выпрямитель В 1 закрывается (или тиристор Т 1 Фиг. 3). Блок управления тиристорами в интервале времени 0 Т/2 с некоторой дискретностью 1, 2, 3,будет регулировать амплитуду напряжения на нагрузке до такой степени, чтобы напряжение на выходе безтрансформаторного инвертора имело форму выпрямленной синусоиды. Так формируется положительная полуволна выходного напряжения. Для формирования отрицательной полуволны выходного напряжения с момента времени Т/2 до Т (Фиг.2) открывается второй тиристорный мостовой выпрямитель В 2 (или тиристор Т 2, Фиг.3) и в нагрузку попадает выпрямленное напряжение высокой промежуточной частоты и в момент времени Т тиристорный выпрямитель В 2 (или тиристор Т 2) закрывается. Здесь также будет осуществлено регулирование амплитуды напряжения на нагрузке до формы выпрямленной синусоиды. Так формируется отрицательная полуволна выходного напряжения. Таким образом, напряжение на выходе безтрансформаторного инвертора имеет форму выпрямленной синусоиды, состоящей из двух полупериодных(или однопериодных) выпрямленных напряжений высокой частоты и эта частота напряжения на нагрузке будет равна где п - промежуточная частота на выходе инвертора,- число выпрямленных периодов напряжения промежуточной частоты. Как видно из графика выходного напряжения(Фиг.2, Фиг.4) и из последнего выражения (1) на нагрузке происходит формирование напряжения необходимой частоты из выпрямленных напряжений высокой частоты. Например, при промежуточной частоте на выходе инвертора п 20 000 Гц и при числе выпрямленных периодов 400 частота напряжения на нагрузке будет равна 2000050 Гц, 400 Известно, что при высокой частоте напряжения массогабаритные размеры трансформатора снижаются, поэтому трансформатор рассчитывают на высокую частоту, а это в свою очередь, приводит к снижению массогабаритных размеров всего инвертора. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Безтрансформаторный инвертор, содержащий транзисторный инвертор, отличающийся тем, что дополнительно между нагрузкой и транзисторным инвертором включены параллельно и встречно пара тиристорных мостовых выпрямителей с блоком управления, причем блок управления на выходе обеспечивает напряжение синусоидальной формы. 2. Безтрансформаторный инвертор, содержащий транзисторный инвертор, отличающийся тем, что дополнительно между нагрузкой и транзисторным инвертором включены параллельно и встречно пара тиристоров с блоком управления, причем блок управления на выходе обеспечивает напряжение синусоидальной формы.